塔里木盆地深层碳酸盐岩建造-改造作用与多类型储层有序性分布

我国深层海相碳酸盐具有埋藏深度大、地质时代老、地质演化过程复杂等特点,其储层形成和分布受到众多因素制约,是海相油气勘探面临的关键问题之一。本文总结了团队在塔里木盆地长期研究成果,从深层碳酸盐岩建造和改造作用出发,揭示塔里木盆地多类型碳酸盐岩储层的主要发育条件和有序性分布。(1)塔里木盆地台地格局、地层发育演化及后期的埋藏与改造,均是盆缘构造事件在盆内的构造-沉积作用响应。早古生代盆地经历了地貌张裂分化与小型裂陷群形成、地貌挤压分化与层间不整合发育、古隆起与大型不整合作用、多期不整合叠加与古隆起埋藏改造等演化过程。(2)碳酸盐岩台地沉积过程中存在着不同尺度、不同类型的分异演化作用,可分为雏形期、建造期、鼎盛期和分解-消亡期,相应的台地边缘演化经历了缓斜坡、进积镶边、加积镶边和退积陡坡等建造过程,控制着台缘礁滩、台内滩、早期白云岩化潮坪等有利于规模化储集岩发育的沉积相带分布。(3)多级次不整合和断裂-流体改造是优质储层形成的重要机制。多期区域构造活动和周期性海平面变化控制了不同级别的不整合面发育,海平面下降主导的层序界面导致碳酸盐岩周期性暴露,形成了不同规模的层间岩溶和同沉积岩溶,区域构造运动所对应的大型不整合控制了大规模表生岩溶储层发育,不同规模的断裂和裂缝既是储层发育带,也是流体活动和改造的主要区带。(4)塔北-顺北地区不整合发育强度和断裂活动强度由北向南有序变化,控制了碳酸盐岩储层类型与分布的有序性变化,自北向南依次发育雅克拉断凸潜山型白云岩储层、塔河主体区古风化壳型岩溶储层、塔河斜坡区层控型岩溶储层、塔河覆盖区断溶型储层和顺北断控型储层,反映出由剥蚀区至覆盖区不整合控储作用逐渐变弱,而断裂控储作用增强。

深部热流体活动的识别标志及其对储层的改造作用

本文讨论的深部热流体为盆地基底以下的非烃类热流体,包括深部地壳热流体和上地幔热流体,其在沉积储层形成过程中的作用不容忽视。本文从深部热流体活动的识别标记和方法及其对沉积储层的改造作用两个方面展开了综述,并重点对碎屑岩储层中砂砾岩储层的深部热流体—成岩响应的研究热点和发展趋势加以展望。目前,深部热流体活动的识别标记总体上包括三个方面:(1)岩石矿物学特征;(2)古地温特征;(3)地球化学特征。因其温度和物质组分效应,深部热流体侵位会对沉积储层产生改造作用,建设性改造与/或破坏性改造随地区、深度和时间变化可伴生共存或交替发生。深部热流体和原生流体叠加过程对碎屑岩,特别是砂砾岩储层的改造机理和深部热流体侵位影响下的深层、超深层成储机理既是对流—岩相互作用研究很好的补充和丰富,也是当前沉积地质学领域面临的重大前沿性科学问题。

贵州天柱大河边超大型重晶石矿床成矿后断裂(F1)对矿层的改造作用

贵州天柱大河边超大型喷流沉积型重晶石矿床位于湘西-黔东南前陆隆起之雪峰-武陵逆冲褶皱带内,赋存于留茶坡组中上部的硅质碎屑岩地层中,重晶石矿床的北西边界为坪地断裂F1。为查明F1断裂对重晶石矿层破坏及保存情况,进一步指导深部及外围找矿勘查工程部署,本文通过野外地质调查、音频大地电磁测深(AMT)并结合以往勘查成果,针对天柱大河边重晶石矿床坪地断裂F1开展系统研究,鉴别断层性质并探讨其对矿层的改造影响。结果表明,坪地断裂F1为成矿后断裂,具逆-右行平移性质,其在圭禄山地段错断了含矿岩系及重晶石矿层,垂直断距700~800 m,永发地区(钻孔ZK1205)至断裂F1下盘边界区域,含矿岩系留茶坡组内仍赋存厚大重晶石矿层,找矿潜力巨大。

苏北盆地黄桥地区富CO2流体对油气储-盖系统的改造作用

查明富CO2流体对储-盖系统的改造作用,对于研究CO2活动与油气成藏效应、CO2储存和CO2驱油提高采收率有着重要意义。选取下扬子苏北盆地黄桥地区和句容地区的二叠系龙潭组储层和大隆组盖层组合,分别作为有无CO2流体活动的对比研究对象。通过薄片观察统计、矿物成分和碳同位素分析,查明了两个地区储层的异同点。黄桥地区储层的自生矿物以石英次生加大边和高岭石充填为主,发育少量片钠铝石,句容地区不发育片钠铝石,且次生石英含量不高;黄桥地区储层孔隙度明显高于句容地区,薄片下观察到大量长石溶蚀孔隙,偶见长石溶蚀孔内生长片钠铝石雏晶,是CO2与长石发生水岩相互作用的直接证据;黄桥地区和句容地区盖层均为黑色块状泥岩,黄桥地区盖层发育微裂隙,但裂隙均已再充填方解石脉,碳同位素数据表明方解石脉为富CO2流体活动结果,在句容地区泥岩盖层中未见大量裂隙和矿物脉。综合研究分析表明,富CO2流体充注引起储层砂岩中长石大量溶蚀,增加了孔隙空间,片钠铝石、次生石英和高岭石自生矿物组合序列沉淀,同时富CO2流体的连续活动导致泥岩盖层发生方解石沉淀,充填盖层裂缝,有利于提高盖层的封盖能力。

川东北宣汉-达县地区构造演化及其对油气藏的改造作用

川东北宣汉—达县地区是当前我国南方海相油气勘探的重要探区和突破区,在对该区约500 km2三维地震精细解释结果和区域构造背景综合分析的基础上,结合构造演化剖面和普光、毛坝场两个典型油气藏的综合特征,分析了不同时期、不同应力场下宣汉—达县地区构造样式及构造圈闭的形成与后期叠加改造。研究结果显示晚印支期普光、毛坝场等构造已具雏形,燕山晚期构造定型,在中构造层形成大量的北东向构造,喜山期被北西向构造叠加改造。进而从构造角度剖析了喜山运动特别是断裂、褶皱及局部构造的演化对早期油气藏的调整改造作用,研究表明喜山运动对宣汉—达县地区普光、毛坝场等构造圈闭油气藏的空间几何形态、构造演化特征、断裂疏导体系及储盖条件等均具有重要影响作用。

中天山基底岩系的韧性-脆韧性改造作用

造山带核部往往都存在一些古老的中深变质岩系,后期都受到多次构造作用的叠加,从而呈现出一种极其复杂的面貌。夹于中东阿尔卑斯造山带中的门德雷斯、克谢希尔、尼德、阿拉尼亚和比特利斯等变质地块(阿达米亚等,1976),以及我国大别群(陈江峰等,1993)、秦岭群(游振东等,1994)等都是如此。中天山地区存在类似情况,这里存在两类基底岩系,一类基本未变质。

岩浆侵入活动对砂岩的改造作用研究简介

岩浆侵入活动对砂岩的改造作用包括:侵入岩胀裂而导致已固结砂岩的脆性破裂和未固结砂岩的压溶作用;热流体促进或参与砂岩中矿物间的反应,使砂岩发生热变质作用,形成低温变质矿物;侵入活动提供的高温加热地层水,通过热对流的方式使砂岩温度突变,形成"相对高温"的自生矿物或引起一些溶解度对温度变化敏感的自生矿物的溶解和重新沉淀。

论中生代岩浆活动对海南石碌富铁矿床的改造作用

石碌铁矿位于海南省昌江县境内,是中国最大的富铁矿床。该矿区及其周边中生代侵入岩广泛发育,岩浆活动对矿床影响强烈,其结果主要产生两类改造型矿石,即石榴子石磁铁矿矿石和黄铁矿磁铁矿赤铁矿矿石。通过对改造型矿石的矿相学研究、矿石及矿物的硫同位素和微量元素分析,表明改造型矿石中的赤铁矿发生了磁铁矿化,其中的硫主要来源于岩浆,而铁和微量元素主要来自原矿石。结合矿床地质特征得出以下初步认识:岩浆改造作用主要发生于石碌铁矿形成富矿之后,可能主要属于一种热改造,其结果可能并未使铁矿床进一步变富,而是使赤铁矿体发生磁铁矿化。

汤郎—易门深大活动断裂对秀宁隧道围岩改造作用分析

秀宁隧道为改建铁路成昆线广通至昆明段扩能改造工程中全线关键控制性工程,隧道出口段的汤郎—易门晚更新世区域性深大活动断裂控制了全隧的地形地貌、地质构造、地下水系及不良地质等,对全隧的围岩改造作用十分显著。本文基于汤郎—易门断裂的活动特性及展布,在探讨断裂对全隧地层岩性、岩体结构、地下水活动、应力场环境等影响的基础上,研究活动断裂对秀宁隧道围岩分级改造作用的影响,以期为隧道设计和施工提供较准确的地质科学依据。研究结论:(1)秀宁隧道具有复杂的区域地质构造环境、多变的地层岩性及复杂的水文地质环境特征;(2)汤郎—易门断裂具有多期次活动构造活动特征;(3)断裂对围岩的改造作用主要体现在岩性及其力学性质、岩体结构及裂隙、地下水活动、初始应力场环境4个方面。

辉绿岩侵位对半固结砂岩的改造作用——以松辽盆地东南部下白垩统为例

在偏光显微镜和扫描电镜下,发现辉绿岩-砂岩接触带附近半固结的长石砂岩中石英颗粒边部、颗粒间孔隙内及颗粒内裂隙中微晶石英发育.不论是纵向上还是横向上,距接触带较近的样品中,微晶石英多而细长.随着远离接触带,石英微晶逐渐减少,形状逐渐变的粗短.研究表明,这些微晶石英是辉绿岩侵位对围岩砂岩中碎屑石英的压溶或重结晶等作用形成的.

碳酸盐岩储层中热液流体改造作用研究进展

热液流体改造作用研究是近年碳酸盐岩优质油气储层形成机制研究中备受关注的一个重要领域,目前热液白云化作用、热液淋滤溶解作用是其中2个最有油气储层意义的地质过程。在分析大量国内外文献资料的基础上,较系统地总结了目前国际上流行的上述2种典型碳酸盐岩储层中热液流体改造作用的作用过程、分布规模和存在问题。对碳酸盐岩储层中热液流体改造作用的进一步讨论不仅展示了目前热液流体改造作用研究的模糊性和多解性,而且将对今后更好地应用和完善目前的热液流体改造作用模式有着重要的现实意义。

低渗透油藏CO_2混相驱对储层改造作用的实验研究

研究注入CO2对低渗透储层的改造作用,对于理解CO2驱混相体系的渗流特征以及完善混相驱数值模拟方法都具有重要的意义。以取自吉林大情字井油田的天然岩心为研究对象,开展混相条件下的CO2驱替实验,分析驱替实验前后岩心成分和物性参数的变化。研究结果表明,CO2注入低渗透储层后会引起储层孔渗的改变,改变主要来自于长石和碳酸盐胶结物的溶解和微粒的运移,且多发生在能量汇集较高的喉道内壁处。这些改变将最终影响气体突破的时间和CO2驱的驱替效率,是发展CO2驱数值模拟模型应当考虑的因素。

中国煤层气盆地改造作用及其类型分析

从煤层气富集成藏地质条件分析入手,在研究聚煤盆地的后期改造特征基础上,将煤层气盆地定义为"具有工业价值煤层气藏形成和保存条件含煤盆地"。煤层气盆地改造是剥蚀、埋藏、断褶、断块、热力和流体等6种改造作用单一或复合作用的结果,据改造作用可将煤层气盆地划分为单一改造作用型和复合改造作用型两大类型,又可进一步分为4种单一改造作用亚型和14种复合改造作用亚型。

碳酸盐矿物溶蚀对页岩孔隙的改造作用及其意义——以川东地区下志留统龙马溪组页岩为例

碳酸盐矿物与页岩气储层的孔隙结构密切相关,探讨二者之间的定量关系有助于深化对页岩岩石学定量表征与微米/纳米尺度孔隙改造等的认识。为此选取四川盆地东部彭水地区下志留统龙马溪组页岩,开展了稀盐酸—页岩酸岩反应实验;综合利用场发射电镜、微CT以及低压氮气吸附方法,表征溶蚀前后孔隙结构;研究碳酸盐矿物对页岩储层孔隙结构的影响,进而探讨溶蚀孔的地质、工程指示意义。研究结果表明:①常温下酸岩反应120 h,碳酸盐矿物完全溶蚀而其他矿物则无明显变化;②碳酸盐矿物完全溶蚀后,出现大量孔径介于3.9~62.5μm的溶蚀孔,溶蚀孔总体积分数占比为6.8%,与样品酸溶率数值6.9%接近,同时纳米孔的形态、体积、孔径、表面积等参数未发生明显的变化;③碳酸盐矿物完全酸溶后仅产生微米孔,而在纳米尺度未表现出增孔、扩孔现象,表明碳酸盐晶粒处于微米尺度。结论认为,基于微米级溶蚀孔的图像统计参数,可以有效反演碳酸盐矿物的微观分布、形貌、数量、粒径等特征参数,为页岩岩石学定量研究提供了一种新的方法,同时该溶蚀孔协同水力压裂缝网,有助于加速页岩气的产出。

构造演化对嫩江多宝山矿集区的叠加与改造作用初探

多宝山矿集区位于早古生代多宝山岛弧带上,地处兴安地块东缘,是我国东北部重要的金、铜多金属矿产地之一。在调查区域成矿背景、收集和分析矿集区矿床同位素测年数据、典型矿床研究的基础上,总结了多宝山、铜山、争光等矿床在成矿构造地质、矿石组构、元素组合和成矿期次等方面表现出的多期改造与叠加成矿的特征,认为叠加改造是多宝山矿集区重要的成矿作用。斑岩型多宝山铜(钼)矿床、铜山铜矿床及浅成低温热液争光金矿床主要形成于加里东期,印支期及燕山期成矿作用在矿集区形成小多宝山、三矿沟等小型矽卡岩矿床的同时,并对多宝山、铜山及争光矿床进行叠加改造。初步探讨了区域构造演化及体制转换与叠加改造成矿的关系:加里东期成矿作用形成于古亚洲洋的俯冲碰撞形成的岛弧环境;印支期成矿作用与蒙古—鄂霍茨克洋俯冲、消减有关;燕山期成矿作用是在古太平洋板块的俯冲作用下形成的。

二连盆地含矿建造后生改造作用过程及其演化

通过对二连盆地地质发展史、构造运动和沉积作用特征的分析,将盆地后生改造作用过程可划分为四个具有不同特点的基本演化阶段:晚白垩世阶段(K2 )、古新世—始新世阶段(E1-2 )、渐新世—中新世阶段(E3—N1 )和上新世—第四纪阶段(N2—Q)。其中每一阶段依据古构造、古水文地质图及古气候特征,将盖层后生改造作用划分还原型和氧化型两种基本类型。对第一类型,划分出油气区、还原剂迁移方向和呈现还原后生改造作用的地区;对第二类型,划分出含氧含铀潜水运移方向和含氧含铀层间承压水运移方向。这对评价二连盆地的铀成矿远景具有现实意义。

控陷断裂断面结构与盆地建造和改造作用的关系——以徐家围子断陷为例

断陷是盆地经历多期建造和多期改造后叠加残留的产物。通过研究徐家围子断陷构造特征、恢复盆地原型、分析构造演化规律及开展构造物理模式实验,发现控陷断裂的断面结构对盆地建造和改造都具有控制作用。徐西和宋西断裂的断面结构不同,徐西断裂断面表现为"坡–坪–坡式"的纵弯结构,而宋西断裂断面表现为"隔挡式"的横弯结构。断面结构影响着建造期断陷的形成演化,以至于在不同区域断陷结构不同。改造作用是在建造的基础上进行的,徐家围子断陷经历的三期改造作用受先存控陷断层结构的控制明显,正确理解和识别改造作用形成的构造样式,有助于恢复盆地原型。

三塘湖盆地上二叠统烃源岩中的25-降藿烷系列与微生物改造作用

三塘湖盆地马朗凹陷上二叠统烃源岩的25 降藿烷分布明显,细菌微生物生源标志化合物丰富,原生成因的矿物沥青基质具有优势分布。综合分析这些特殊表现,认为可能在该套烃源岩沉积和早期成岩阶段,藿烷系列化合物的生物先质(藿烷醇、藿酸等)被介入烃源岩的微生物强烈降解改造,其后演化而形成25 降藿烷化合物。